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简介:在银河系中心发现了罕见的超新星遗迹。

钱德拉X射线天文台太空想象图

NASA的钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)在银河系中心附近发现了一种罕见的恒星爆炸遗骸。

周期表显示星际介质中每个元素的来源

超新星是指恒星爆炸,它为星系播撒了对生命至关重要的元素。射手座A东(Sagittarius A East / Sgr A East)是位于射手座A *附近的超新星遗迹,也是银河系中心的超大质量黑洞。 钱德拉X射线天文台发表了一份声明称,这种超新星遗迹是我们银河系中首个已探明的不寻常型白矮星爆炸,又称为Iax型超新星。

该研究的第一作者、南京大学的周平在声明中说:“虽然我们在也曾其他星系中发现过Iax型超新星,但在此研究之前,我们还未在银河系中找到过Iax型超新星的任何证据。” 这一发现对我们理解白矮星复杂的爆炸方式十分重要。”

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美国国家航空航天局(NASA)的钱德拉X射线天文台在银河系中心附近抓拍到了一处超新星残骸,名为射手座A东。 (图片来源:X射线:NASA / CXC /南京大学/周平 等,射电:NSF / NRAO / VLA)

恒星爆炸可分为多种类型,既有大质量恒星坍塌触发的恒星爆炸,也有稍小白矮星引发的爆炸,这些白矮星或者从同伴恒星中吸引了过多物质,又或者与另一白矮星相撞。

Ia型超新星的形成过程 Ia型超新星的形成过程

白矮星爆炸(通常称为Ia型超新星爆炸)是宇宙中铬、铁和镍的重要来源。 然而,根据声明,天文学家利用钱德拉天文台的观测结果发现,射手座A东产生了相对数量不等的必需元素,爆炸程度比典型的Ia型超新星弱,这表明它是Iax型超新星。

该研究的共同作者、加州理工学院的梁承志在声明中说:“这一结果向我们揭示了白矮星爆炸的类型和成因,以及形成这些基本元素的不同方式。如果我们关于这颗超新星遗骸的身份认识是正确的,那么它将是已知离地球最近的Iax型超新星。”

这两种类型的超新星观察结果为何会存在差异?天文学家提出以热核反应来解释。该反应引发恒星爆炸,与Ia型超新星相比,通过矮星产生的Iax型超新星移动的速度更慢。 较慢的热核反应所致的爆炸程度也会较弱,进而在爆炸中释放出不同数量的元素。 根据这项声明,部分白矮星在经历Iax型超新星爆发后也可能会遗留下来。

除了钱德拉天文台的X射线数据外,天文学家还利用计算机模型来模拟了白矮星中缓慢移动的核反应。 这些计算机模型证实了钱德拉天文台对射手座A东的观测结果,提示其属于Iax型超新星遗留物。

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该报告共同作者、南京大学的李志远在声明中说:“这处超新星残留物位于钱德拉影像背景中,过去20年间钱德拉拍摄过许多关于我们银河系超质量黑洞的影像。我们终于有可能搞明白这个对象到底是什么,以及它是怎样变成如今这个样子的。”

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相关知识

超新星(英语:Supernova)是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可能持续几周至几个月甚至几年才会逐渐衰减。而在此期间,一颗超新星所释放的辐射能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相当[1]。恒星通过爆炸可以将其大部分甚至几乎所有物质以高至十分之一光速的速度向外抛散[2],并向周围的星际物质辐射激波[3]。这种激波会导致一个由膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构形成,这被称作超新星遗迹。超新星是星系引力波潜在的强大来源[4]。初级宇宙射线中来自超新星的占了很大的比例[5]。

超新星比新星更有活力。超新星的英文名称为supernova,nova在拉丁语中是“新”的意思,这表示它在天球上看上去是一颗新出现的亮星(其实原本即已存在,因其亮度增加而被误认为是新出现的);字首的super-是为了将超新星和一般的新星有所区分,也表示超新星具有更高的亮度。超新星这个名词是沃尔特·巴德和弗里茨·兹威基在1931年创造的[6]。

超新星可以由两种方式触发:突然重新点燃核聚变之火的简并恒星,或是大质量恒星核心的重力塌陷。在第一种情况下,一颗简并的白矮星可以通过吸积从伴星那儿累积到足够的质量,或是吸积或是合并,提高核心的温度,之后点燃碳融合,并触发失控的核聚变,将恒星完全摧毁。在第二种情况,大质量恒星的核心可能遭受突然的引力坍缩,释放引力势能,可以产生一次超新星爆炸。

最近一次观测到银河系的超新星是1604年的开普勒超新星(SN 1604);回顾性的分析已经发现两个更新的残骸[7]。对其它星系的观测表明,在银河系平均每世纪会出现三颗超新星,而且以现在的天文观测设备,这些银河超新星几乎肯定会被观测到[8]。它们作用的角色丰富了星际物质与高质量的化学元素[9]。此外,来自超新星向外膨胀的激波可以触发新恒星的形成。

BY: Samantha Mathewson

FY: Karakoram/多瑞果

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